1. Uppgift för terminsuppsats

Enligt de initiala uppgifterna för kursarbetet måste du:

Bestäm de hydrauliska förlusterna i förångarkretsen;

Bestäm det användbara trycket i den naturliga cirkulationskretsen för förångarsteget;

Bestäm driftscirkulationshastigheten;

Bestäm värmeöverföringskoefficienten.

Inledande data.

Förångare typ - I -350

Antal rör Z = 1764

Parametrar för uppvärmning av ånga: P p \u003d 0,49 MPa, t p \u003d 168 0 C.

Ångförbrukning D p \u003d 13,5 t / h;

Mått:

L 1 \u003d 2,29 m

L2 = 2,36 m

Di = 2,05 m

D 2 \u003d 2,85 m

Släpprör

Kvantitet n op = 22

Diameter d op = 66 mm

Temperaturskillnad i steg t \u003d 14 o C.

2. Syfte och arrangemang av förångare

Förångarna är utformade för att producera destillat, vilket kompenserar för förlusten av ånga och kondensat i huvudcykeln för ångturbinanläggningar i kraftverk, samt för att generera ånga för allmänna anläggningsbehov och externa konsumenter.

Förångare kan användas som en del av både enstegs och flerstegs förångningsenheter för drift i det tekniska komplexet av termiska kraftverk.

Som värmemedium kan medel- och lågtrycksånga från turbinextraktioner eller ROU användas, och i vissa modeller även vatten med en temperatur på 150-180 °C.

Beroende på syfte och krav på kvaliteten på sekundärångan tillverkas förångarna med en- och tvåstegs ångspolningsanordningar.

Förångaren är ett kärl av cylindrisk form och, som regel, en vertikal typ. Ett längdsnitt av förångaranläggningen visas i figur 1. Förångarkroppen består av ett cylindriskt skal och två elliptiska bottnar svetsade till skalet. Stöd är svetsade på kroppen för fastsättning i fundamentet. Lastbeslag (stift) finns för att lyfta och flytta förångaren.

På förångarkroppen finns rör och kopplingar för:

Värmeångtillförsel (3);

Avlägsnande av sekundär ånga;

Uppvärmning av ångkondensatavlopp (8);

Förångarens matarvattenförsörjning (5);

Vattentillförsel till ångtvättanordningen (4);

Kontinuerlig rensning;

Dränering av vatten från kroppen och periodisk rensning;

Bypass av icke-kondenserbara gaser;

Säkerhetsventilinstallationer;

Installationer av styranordningar och automatiska styranordningar;

Provtagning.

Förångarkroppen har två luckor för inspektion och reparation av interna anordningar.

Matarvatten rinner genom grenröret (5) till spolskivan (4) och stuprör till botten av värmesektionen (2). Värmeångan kommer in genom grenröret (3) in i värmesektionens ringform. Genom att tvätta rören i värmesektionen kondenserar ångan på rörens väggar. Värmeångkondensat rinner ner till den nedre delen av värmesektionen och bildar en ouppvärmd zon.

Inne i rören stiger först vatten, sedan ångvattenblandningen till den ångalstrande delen av värmedelen. Ånga stiger till toppen och vatten rinner över i det ringformade utrymmet och faller ner.

Den resulterande sekundära ångan passerar först genom tvättarket, där stora vattendroppar finns kvar, sedan genom spjällavskiljaren (6), där medelstora och några små droppar fångas. Rörelsen av vatten i stuprören, den ringformiga kanalen och ångvattenblandningen i värmesektionens rör uppstår på grund av naturlig cirkulation: skillnaden i vattentätheten och ångvattenblandningen.

Ris. 1. Indunstningsanläggning

1 - kropp; 2 - värmesektion; 3 - tillförsel av uppvärmningsånga; 4 - spolningsark; 5 - matarvattenförsörjning; 6 - jalusiavskiljare; 7 - stuprör; 8 - borttagning av värmeångkondensat.

3. Bestämma parametrarna för den sekundära ångan i indunstningsanläggningen

Fig.2. Schema för indunstningsanläggningen.

Det sekundära ångtrycket i förångaren bestäms av stegets temperaturskillnad och flödesparametrarna i värmekretsen.

Vid P p \u003d 0,49 MPa, t p \u003d 168 ° C, h p \u003d 2785 KJ / kg

Pappersparametrar vid mättnadstryck Р n = 0,49 MPa,

t n \u003d 151 o C, h "n \u003d 636,8 KJ / kg; h "n \u003d 2747,6 KJ / kg;

Ångtrycket bestäms från mättnadstemperaturen.

T n1 \u003d t n - ∆t \u003d 151 - 14 \u003d 137 o C

där ∆t = 14°C.

Vid mättnadstemperatur t n1 \u003d 137 om C ångtryck

P 1 \u003d 0,33 MPa;

Ångatalpier vid P 1 \u003d 0,33 MPa h "1 \u003d 576,2 KJ / kg; h "1 \u003d 2730 KJ / kg;

4. Bestämning av förångningsanläggningens prestanda.

Förångaranläggningens prestanda bestäms av flödet av sekundär ånga från förångaren

D u = D i

Mängden sekundär ånga från förångaren bestäms från värmebalansekvationen

D ni ∙(h ni -h΄ ni )∙η = Di ∙h i ˝+ α∙D i ∙h i ΄ - (1+α)∙D i ∙h pv;

Därav flödet av sekundär ånga från förångaren:

D = D n ∙(h n - h΄ n )η/((h˝ 1 + αh 1 ΄ - (1 + α)∙h pv )) =

13,5∙(2785 – 636,8)0,98/((2730+0,05∙576,2 -(1+0,05)∙293,3)) = 11,5 4 t/h

var finns entalpierna för uppvärmningsångan och dess kondensat

Hn = 2785 kJ/kg, hn = 636,8 kJ/kg;

Entalpier av sekundär ånga, dess kondensat och matarvatten:

H~1 = 2730 kJ/kg; h΄ 1 = 576,2 kJ/kg;

Matarvattenentalpier vid t pv = 70°C: h pv = 293,3 kJ/kg;

Rensning a = 0,05; de där. 5 %. Förångareffektivitet, η = 0,98.

Förångarens kapacitet:

D u \u003d D \u003d 11,5 4 t / h;

5. Termisk beräkning av förångaren

Beräkningen görs med metoden för successiv approximation.

värmeflöde

Q = (D /3,6)∙ =

= (11,5 4 /3,6)∙ = 78 56,4 kW;

Värmeöverföringskoefficient

k \u003d Q / ΔtF \u003d 7856,4 / 14 ∙ 350 \u003d 1,61 kW / m 2 ˚С \u003d 1610 W/m 2 ˚С,

där Δt=14˚C; F \u003d 350 m 2;

Specifikt värmeflöde

q \u003d Q / F \u003d 78 56, 4 / 350 \u003d 22. 4 kW / m 2;

Reynolds nummer

Re \u003d q∙H / r∙ρ "∙ν \u003d 22, 4 ∙0,5725/(21 10 , 8 ∙9 1 5∙2,03∙10 -6 ) = 32 , 7 8;

Var är höjden på värmeväxlingsytan

H \u003d L 1 / 4 \u003d 2,29 / 4 \u003d 0,5725 m;

Förångningsvärme r = 2110,8 kJ/kg;

Vätskedensitet ρ" = 915 kg/m 3 ;

Kinematisk viskositetskoefficient vid P n = 0,49 MPa,

v = 2,03∙10-6 m/s;

Värmeöverföringskoefficient från kondenserande ånga till väggen

vid Re = 3 2 , 7 8< 100

α 1n \u003d 1,01 ∙ λ ∙ (g / ν 2) 1/3 Re -1/3 =

1,01 ∙ 0,684 ∙ (9,81 / ((0,2 0 3 ∙ 10 -6) 2 )) 1/3 ∙ 3 2, 7 8 -1/3 \u003d 133 78,1 W / m 2 ˚С ;

var vid R p = 0,49 MPa, λ = 0,684 W/m∙˚С;

Värmeöverföringskoefficient med hänsyn till oxidationen av rörväggarna

α 1 \u003d 0,75 α 1n \u003d 0,75 133 78, 1 \u003d 10 0 3 3, 6 W / m 2 ˚С;

6. Bestämning av cirkulationshastigheten.

Beräkningen utförs med en grafanalytisk metod.

Givet tre värden på cirkulationshastigheten W 0 = 0,5; 0,7; 0,9 m/s beräknar vi motståndet i matningsledningarna ∆Р sub och användbart tryck ∆Р golv . Enligt beräkningsdata bygger vi en graf ΔР sub.=f(W) och ΔР-fält .=f(W). Vid dessa hastigheter är beroenden av motståndet i matningsledningarna ∆Р sub och användbart tryck ∆Р golv skär inte varandra. Därför ställer vi återigen in de tre värdena för cirkulationshastigheten W 0 = 0,8; 1,0; 1,2 m/s; vi beräknar motståndet i matningsledningarna och nyttotrycket igen. Skärningspunkten för dessa kurvor motsvarar driftsvärdet för cirkulationshastigheten. Hydrauliska förluster i inloppsdelen utgörs av förluster i det ringformiga utrymmet och förluster vid rörens inloppssektioner.

Ringformigt område

F k \u003d 0,785 ∙ [(D 2 2 -D 1 2) -d 2 op ∙ n op ] \u003d 0,785 [(2,85 2 - 2,05 2) - 0,066 2 ∙ 22] 3.003d

Ekvivalent diameter

D ekv. \u003d 4 ∙ F till / (D 1 + D 2 + n d op ) π \u003d 4 * 3,002 / (2,05 + 2,85 + 22 ∙ 0,066) 3,14 \u003d 0,602 m;

Vattenhastighet i den ringformiga kanalen

W k \u003d W 0 ∙ (0,785 d 2 vn ∙ Z / F k ) \u003d 0,5 ∙ (0,785 0,027 2 ∙1764/3,002) = 0,2598 m/s;

där den inre diametern på rören i värmesektionen

D vn \u003d d n - 2∙δ = 32 - 2∙2,5 = 27 mm = 0,027 m;

Antal värmesektionsrör Z = 1764 st.

Beräkningen utförs i tabellform, tabell 1

Beräkning av cirkulationshastigheten. Bord 1.

p/p	Namn, definitionsformel, måttenhet.	Hastighet, W 0 , m/s
	Vattenhastighet i den ringformiga kanalen: W till \u003d W 0 * ((0,785 * d int 2 z) / F till), m/s	0,2598	0,3638	0,4677
	Reynolds nummer: Re \u003d W till ∙D eq / ν	770578,44	1078809,8	1387041,2
	Friktionskoefficient i den ringformiga kanalen λ tr \u003d 0,3164 / Re 0,25	0,0106790	0,0098174	0,0092196
	Tryckförlust under rörelse i den ringformiga kanalen, Pa: ΔР till \u003d λ tr * (L 2 / D eq ) * (ρ΄W till 2 / 2);	1,29	2,33	3,62
	Förlust av tryck vid inloppet från den ringformiga kanalen, Pa; ΔР in \u003d (ξ in + ξ ut) * ((ρ "∙ W till 2) / 2), Där ξ in = 0,5; ξ ut = 1,0.	46,32	90,80	150,09
	Tryckförlust vid inloppet till värmesektionens rör, Pa; ΔР in.tr .=ξ in.tr .*(ρ"∙W to 2 )/2, Där ξ input.tr .=0.5	15,44	30,27	50,03
	Tryckförlust under vattnets rörelse i en rak sektion, Pa; ΔР tr \u003d λ gr * (ℓ men / d int ) * (ρ΄W till 2/2), där ℓ men -höjden på det nedre ouppvärmda området, m. ℓ men = ℓ + (L 2 - L 1 )/2=0,25 +(3,65-3,59)/2=0,28 m,ℓ \u003d 0,25 - kondensatnivå	3,48	6,27	9,74
	Stuprörsförluster, Pa; ΔР op = ΔР in + ΔР till	47,62	93,13	153,71
	Förluster i ett ouppvärmt område, Pa; ΔР men =ΔР in.tr .+ΔР tr .	18,92	36,54	59,77
	Värmeflöde, kW/m 2 ; G ext \u003d kΔt \u003d 1.08 ∙ 10 \u003d 10.8	22,4	22,4	22,4
	Den totala mängden värme som tillförs i det ringformiga utrymmet, kW; F k \u003d πD 1 L 1 kΔt=3,14∙2,5∙3,59∙2,75∙10= 691,8	330,88	330,88	330,88
	Ökning av entalpin för vatten i den ringformiga kanalen, KJ/kg; ∆h till \u003d Q till / (0,785∙d int 2 Z∙W∙ρ")	0,8922	0,6373	0,4957
	Economizersektionshöjd, m;ℓ ek \u003d ((-Δh till - - (ΔР op + ΔР men) ∙ (dh / dр) + gρ "∙ (L 1 - ℓ men ) ∙ (dh / dр)) / ((4g ext /ρ "∙W∙d ext )+g∙ρ"∙(dh/dр)), där (dh/dр)= \u003d Δh / Δp \u003d 1500 / (0,412 * 10 5) \u003d 0,36	1,454	2,029	2,596
	Förluster i economizersektionen, Pa; ΔР ek \u003d λ ∙ ℓ ek ∙ (ρ "∙ W 2) / 2	1,7758	4,4640	8,8683
15 15	Totalt motstånd i matningsledningar, Pa; ΔР subv \u003d ΔР op + ΔР men + ΔР ek	68,32	134,13	222,35
	Mängd ånga i ett rör, kg/s D "1 \u003d Q / z r	0,00137	0,00137	0,00137
	Minskad hastighet vid utloppet av rören, m/s, W" ok \u003d D "1 / (0,785∙ρ"∙d int 2) \u003d 0,0043 / (0,785∙1,0∙0,033 2 ) \u003d 1,677 m/s;	0,83	0,83	0,83
	Genomsnittlig reducerad hastighet, W˝ pr \u003d W˝ ok / 2 \u003d \u003d 1,677 / 2 \u003d 0,838 m/s	0,42	0,42	0,42
	Förbrukningsbar ånga innehåll, β ok \u003d W˝ pr / (W˝ pr + W)	0,454	0,373	0,316
	Uppstigningshastighet för en enda bubbla i en stationär vätska, m/s W mage \u003d 1,5 4 √gG (ρ΄-ρ˝/(ρ΄)) 2	0,2375	0,2375	0,2375
	interaktionsfaktor Ψ vz \u003d 1,4 (ρ΄ / ρ˝) 0,2 (1- (ρ˝ / ρ΄)) 5	4,366	4,366	4,366
	Gruppens uppstigningshastighet för bubblor, m/s W* =W mage Ψ luft	1,037	1,037	1,037
	Blandningshastighet, m/s Se p \u003d W pr "+ W	0,92	1,12	1,32
	Volumetrisk ånghalt φ ok \u003d β ok / (1 + W * / W se p )	0,213	0,193	0,177
	Drivhuvud, Pa ΔR dv =g(ρ-ρ˝)φ ok L-par, där L-par =L 1 -ℓ men -ℓ ek =3,59-0,28-ℓ ek;	1049,8	40,7	934,5
	Friktionsförlust i ångledningen ΔР tr.steam = \u003d λ tr ((L par / d int) (ρ΄W 2 /2))	20,45	1,57	61,27
	Rörutloppsförlust ΔР ut =ξ ut (ρ΄W 2 /2)[(1+(W pr ˝/W)(1-(ρ˝/ρ΄)]	342,38	543,37	780,96
	Förlust av flödesacceleration ΔР usk \u003d (ρ΄W) 2 (y 2 -y 1), där y 1 =1/ρ΄=1/941,2=0,00106 vid x=0; φ=0 2 =((x 2 k /(ρ˝φ k ))+((1-x k ) 2 /(ρ΄(1-φ k )	23 , 8 51 0,00106 0,001 51	38 , 36 0,00106 0,001 44	5 4,0 6 0,00106 0,001 39
	B cm \u003d W˝ ok + W β k \u003d W˝ ok / (1+(W˝ ok / W cm )) φ k \u003d β k / (1+ (W˝ ok / W cm )) x k \u003d (ρ˝W˝ ok ) / (ρ΄W)	1 , 33 0, 62 0, 28 0 0,000 6 8	1 , 53 0, 54 0, 242 0,0005 92	1 , 7 3 0,4 8 0,2 13 0,000 523
	Användbart tryck, Pa; ΔР golv \u003d ΔP dv -ΔP tr -ΔP vy -ΔP usk	663 ,4	620 , 8	1708 , 2

Beroendet är byggt:

AP sub.=f(W) och AP golv .=f(W), fig. 3 och hitta W p = 0,58 m/s;

Reynolds nummer:

Re \u003d (W p d int) / ν \u003d (0, 5 8 ∙ 0,027) / (0, 20 3 ∙ 10 -6) \u003d 7 7 1 4 2, 9;

Nusselt nummer:

N och \u003d 0,023 ∙ Re 0,8 ∙ Pr 0,37 \u003d 0,023 ∙ 77142,9 0,8 ∙ 1,17 0,37 \u003d 2 3 02, 1;

där talet Pr = 1,17;

Värmeöverföringskoefficient från vägg till kokande vatten

α 2 \u003d Nuλ / d ext = (2302,1∙0,684)/0,027 = 239257,2 W/m 2∙˚С

Värmeöverföringskoefficient från väggen till kokande vatten, med hänsyn till oxidfilmen

α΄ 2 \u003d 1 / (1 / α 2) + 0,000065 \u003d 1 / (1 / 239257,2) + 0,000065 \u003d 1 983 W / m 2 ∙˚С;

Värmeöverföringskoefficient

K=1/(1/α1)+(d ext /2λst)*ℓn*(dn/d ext)+(1/α΄2)*(d ext/dn) =

1/(1/ 1983 )+(0,027/2∙60)∙ℓn(0,032/0,027)+(1/1320)∙(0,027/0,032)=

17 41 W/m 2 ∙˚С;

där vi för Art.20 har λst= 60 W/m∙handla omMED.

Avvikelse från tidigare accepterat värde

5 = (k-k0 )/k0 ∙100%=[(1 741 – 1603 )/1 741 ]*100 % = 7 , 9 % < 10%;

Litteratur

1. Ryzhkin V.Ya. Termiska kraftverk. M. 1987.

2. Kutepov A.M. och annan hydrodynamik och värmeöverföring under förångning. M. 1987.

3. Ogay V.D. implementering av den tekniska processen vid värmekraftverk. Riktlinjer för genomförandet av kursarbetet. Almaty. 2008.

Izm	Ark	Dokum№	Tecken	datumet	KR-5V071700 PZ	Ark
Uppfyllt		Poletaev P.
Handledare

Vid beräkning av den designade förångaren bestäms dess värmeöverföringsyta och volymen av cirkulerande saltlösning eller vatten.

Värmeöverföringsytan på förångaren hittas av formeln:

där F är förångarens värmeöverföringsyta, m2;

Q 0 - maskinens kylkapacitet, W;

Dt m - för skal-och-rörförångare är detta den genomsnittliga logaritmiska skillnaden mellan köldmediets temperaturer och köldmediets kokpunkt, och för panelförångare den aritmetiska skillnaden mellan temperaturen för den utgående saltlösningen och kokpunkten av köldmediet, 0 С;

är värmeflödestätheten, W/m2.

För ungefärliga beräkningar av förångare används värmeöverföringskoefficientvärdena som erhållits empiriskt i W / (m 2 × K):

för ammoniakförångare:

skal och rör 450 – 550

panel 550 – 650

för freonskal-och-rörförångare med rullfenor 250 - 350.

Den genomsnittliga logaritmiska skillnaden mellan köldmediets temperaturer och köldmediets kokpunkt i förångaren beräknas med formeln:

(5.2)

där t P1 och t P2 är kylvätsketemperaturerna vid förångarens inlopp och utlopp, 0 С;

t 0 - köldmediets kokpunkt, 0 C.

För panelförångare, på grund av den stora volymen av tanken och den intensiva cirkulationen av köldmediet, kan dess medeltemperatur tas lika med temperaturen vid utloppet av tanken t P2. Därför för dessa förångare

Volymen av den cirkulerande kylvätskan bestäms av formeln:

(5.3)

där V R är volymen av den cirkulerande kylvätskan, m 3 / s;

с Р är saltlösningens specifika värmekapacitet, J/(kg× 0 С);

r Р – saltlösningsdensitet, kg/m 3 ;

t Р2 och t Р1 - kylvätsketemperatur, respektive, vid ingången till det kylda utrymmet och utgång från det, 0 С;

Q 0 - maskinens kylkapacitet.

Värdena på c Р och r Р hittas enligt referensdata för motsvarande kylvätska beroende på dess temperatur och koncentration.

Temperaturen på köldmediet under dess passage genom förångaren minskar med 2 - 3 0 С.

Beräkning av förångare för kylluft i kylskåp

För att fördela förångarna som ingår i kylpaketet, bestäm den erforderliga värmeöverföringsytan enligt formeln:

där SQ är den totala värmeökningen till kammaren;

K - värmeöverföringskoefficient för kammarutrustning, W / (m 2 × K);

Dt är den beräknade temperaturskillnaden mellan luften i kammaren och medeltemperaturen för kylvätskan under saltlösningskylning, 0 С.

Värmeöverföringskoefficienten för batteriet är 1,5–2,5 W / (m 2 K), för luftkylare - 12–14 W / (m 2 K).

Uppskattad temperaturskillnad för batterier - 14–16 0 С, för luftkylare - 9–11 0 С.

Antalet kylanordningar för varje kammare bestäms av formeln:

där n är det erforderliga antalet kylanordningar, st.;

f är värmeöverföringsytan för ett batteri eller en luftkylare (godkänd baserat på maskinens tekniska egenskaper).

Kondensatorer

Det finns två huvudtyper av kondensorer: vattenkylda och luftkylda. I kylaggregat med hög kapacitet används även vatten-luftkylda kondensorer, så kallade evaporativa kondensorer.

I kylaggregat för kommersiell kylutrustning används oftast luftkylda kondensorer. Jämfört med en vattenkyld kondensor är de ekonomiska i drift, lättare att installera och använda. Kylaggregat med vattenkylda kondensorer är mer kompakta än de med luftkylda kondensorer. Dessutom låter de mindre under drift.

Vattenkylda kondensorer kännetecknas av naturen av vattnets rörelse: flödestyp och bevattning, och genom design - skal-och-spole, två-rör och skal-och-rör.

Huvudtypen är horisontella skal-och-rörkondensorer (Fig. 5.3). Beroende på typen av köldmedium finns det vissa skillnader i utformningen av ammoniak- och freonkondensatorer. När det gäller storleken på värmeöverföringsytan täcker ammoniakkondensorer ett intervall från cirka 30 till 1250 m 2 och freon sådana - från 5 till 500 m 2. Dessutom tillverkas ammoniak vertikala skal-och-rörkondensorer med en värmeöverföringsyta från 50 till 250 m 2 .

Skal- och rörkondensorer används i maskiner med medelstor och stor kapacitet. Het köldmedieånga kommer in genom rör 3 (fig. 5.3) in i ringen och kondenserar på den yttre ytan av det horisontella rörknippet.

Kylvatten cirkulerar inuti rören under trycket från pumpen. Rören är utbyggda i rörplåtar, stängda från utsidan med vattenkåpor med skiljeväggar som skapar flera horisontella passager (2-4-6). Vatten kommer in genom röret 8 underifrån och kommer ut genom röret 7. På samma vattenlock finns en ventil 6 för att släppa ut luft från vattenutrymmet och en ventil 9 för att dränera vatten vid revision eller reparation av kondensorn.

Fig.5.3 - Horisontella skal- och rörkondensorer

Ovanpå apparaten finns en säkerhetsventil 1 som förbinder ammoniakkondensorns ringformade utrymme med den utdragna rörledningen, ovanför taknocken på den högsta byggnaden inom en radie av 50 m. delar av apparaten. Underifrån svetsas ett oljetråg med ett grenrör 11 för att dränera oljan på kroppen. Nivån av flytande köldmedium i botten av höljet styrs av en nivåindikator 12. Under normal drift bör allt flytande köldmedium rinna ut i behållaren.

Ovanpå höljet finns en ventil 5 för luftutsläpp, samt ett grenrör för anslutning av en tryckmätare 4.

Vertikala skal-och-rörkondensorer används i ammoniakkylmaskiner med hög kapacitet, de är konstruerade för en värmebelastning från 225 till 1150 kW och installeras utanför maskinrummet utan att uppta dess användbara yta.

Nyligen har kondensatorer av platttyp dykt upp. Den höga värmeöverföringsintensiteten i plattkondensorer, i jämförelse med skal-och-rörkondensorer, gör det möjligt att vid samma värmebelastning minska apparatens metallförbrukning med ungefär hälften och att öka dess kompakthet med 3–4 gånger.

Luft kondensatorer används huvudsakligen i maskiner med liten och medelhög produktivitet. Beroende på arten av luftrörelsen är de indelade i två typer:

Med fri luftrörelse; sådana kondensatorer används i maskiner med mycket låg produktivitet (upp till cirka 500 W) som används i hushållskylskåp;

Med forcerad luftrörelse, det vill säga med att blåsa värmeöverföringsytan med hjälp av axialfläktar. Denna typ av kondensor är mest användbar i maskiner med liten och medelstor kapacitet, men på grund av bristen på vatten används de i allt större utsträckning i maskiner med stor kapacitet.

Luftkondensatorer används i kylaggregat med packbox, tätningsfria och hermetiska kompressorer. Kondensatordesignerna är desamma. Kondensorn består av två eller flera sektioner kopplade i serie med spolar eller parallellt med kollektorer. Sektioner är raka eller U-formade rör sammansatta till en spole med hjälp av spolar. Rör - stål, koppar; revben - stål eller aluminium.

Forcerade luftkondensorer används i kommersiella kylaggregat.

Beräkning av kondensatorer

Vid design av en kondensor reduceras beräkningen till att bestämma dess värmeöverföringsyta och (om den är vattenkyld) mängden vatten som förbrukas. Först och främst beräknas den faktiska termiska belastningen på kondensatorn.

där Qk är den faktiska termiska belastningen på kondensatorn, W;

Q 0 - kompressorns kylkapacitet, W;

N i - indikatoreffekt för kompressorn, W;

N e är kompressorns effektiva effekt, W;

h m - mekanisk effektivitet hos kompressorn.

I enheter med hermetiska eller glandlösa kompressorer bör den termiska belastningen på kondensorn bestämmas med formeln:

(5.7)

där Ne är den elektriska effekten vid kompressormotorns terminaler, W;

h e - elmotorns effektivitet.

Kondensorns värmeöverföringsyta bestäms av formeln:

(5.8)

där F är arean av värmeöverföringsytan, m 2;

k - värmeöverföringskoefficient för kondensorn, W / (m 2 × K);

Dt m är den genomsnittliga logaritmiska skillnaden mellan kondensationstemperaturerna för kylmediet och kylvatten eller luft, 0 С;

q F är värmeflödestätheten, W/m 2 .

Den genomsnittliga logaritmiska skillnaden bestäms av formeln:

(5.9)

där t in1 är temperaturen på vatten eller luft vid inloppet till kondensorn, 0 C;

t v2 - temperatur på vatten eller luft vid kondensorns utlopp, 0 C;

t k - kondensationstemperatur för kylenheten, 0 С.

Värmeöverföringskoefficienterna för olika typer av kondensatorer anges i tabell. 5.1.

Tabell 5.1 - Värmeöverföringskoefficienter för kondensatorer

Bevattning för ammoniak

Avdunstning för ammoniak

Luftkyld (med forcerad luftcirkulation) för köldmedier

800…1000 460…580 * 700…900 700…900 465…580 20…45 *

Värderingar till definierad för en räfflad yta.

Där förångaren är konstruerad för att kyla vätska, inte luft.

Förångaren i kylaren kan vara av flera typer:

• lamellär
• rör - dränkbar
• skal-och-rör.

Oftast de som vill samla kylare själv, använd en dränkbar - vriden förångare, som det billigaste och enklaste alternativet du kan göra själv. Frågan är främst i den korrekta tillverkningen av förångaren, angående kompressoreffekten, valet av diameter och längd på röret från vilket den framtida värmeväxlaren kommer att göras.

För att välja ett rör och dess kvantitet är det nödvändigt att använda en värmeteknisk beräkning, som lätt kan hittas på Internet. För tillverkning av kylare med en kapacitet på upp till 15 kW, med en vriden förångare, är följande diametrar på kopparrör 1/2 mest tillämpliga; 5/8; 3/4. Rör med stor diameter (från 7/8) är mycket svåra att böja utan speciella maskiner, så de används inte för vridna förångare. Det mest optimala när det gäller användarvänlighet och effekt per 1 meter längd är ett 5/8-rör. I inget fall bör en ungefärlig beräkning av rörets längd tillåtas. Om det inte är korrekt att göra kylarens förångare, kommer det inte att vara möjligt att uppnå vare sig önskad överhettning eller önskad underkylning, eller koktrycket hos freon, som ett resultat kommer kylaren inte att fungera effektivt eller inte kyla alls.

Också en nyans till, eftersom det kylda mediet är vatten (oftast), bör kokpunkten, när (med vatten) inte vara lägre än -9C, med ett delta på högst 10K mellan kokpunkten för freon och temperaturen på det kylda vattnet. I detta avseende bör nödlågtrycksbrytaren också ställas in på ett nödmärke som inte är lägre än trycket för den använda freon, vid dess kokpunkt på -9C. Annars, om kontrollsensorn har ett fel och vattentemperaturen sjunker under +1C, kommer vattnet att börja frysa på förångaren, vilket kommer att minska och med tiden minska dess värmeväxlingsfunktion till nästan noll - vattenkylaren kommer inte att fungera korrekt.

Detaljer

Chiller beräkning. Hur man beräknar kylkapaciteten eller effekten hos kylaren och väljer den korrekt.

Hur gör man rätt, vad ska man lita på först och främst för att få fram en kvalitetsprodukt bland de många erbjudandena?

På den här sidan kommer vi att ge några rekommendationer, lyssna på vilka du kommer närmare att göra rätt..

Kylaggregatets kylkapacitetsberäkning. Beräkning av kylarens effekt - dess kylkapacitet.

Först och främst enligt formeln i vilken volymen av den kylda vätskan deltar; förändring i vätskans temperatur, som måste tillhandahållas av kylaren; vätskans värmekapacitet; och naturligtvis den tid under vilken denna volym vätska måste kylas - kyleffekten bestäms:

Kylformel, d.v.s. formel för att beräkna den nödvändiga kylkapaciteten:

F\u003d G * (T1-T2) * C rzh * pzh / 3600

F– kylkapacitet, kW/h

G- volymetrisk flödeshastighet för den kylda vätskan, m 3 / timme

T2- sluttemperaturen för den kylda vätskan, o С

T1- initial temperatur för den kylda vätskan, o C

C hw- specifik värmekapacitet för den kylda vätskan, kJ / (kg * o C)

pzh- densitet av den kylda vätskan, kg / m 3

* För vatten C rzh *pzh = 4,2

Denna formel används för att bestämma nödvändig kylningskapacitet och det är det viktigaste när du väljer en kylare.

• Dimensionella omvandlingsformler att beräkna kylarens kylkapacitet:

1 kW = 860 kcal/timme

1 kcal/timme = 4,19 kJ

1 kW = 3,4121 kBtu/timme

Val av kylare

För att producera val av kylare- det är mycket viktigt att utföra korrekt förberedelse av de tekniska specifikationerna för beräkningen av kylaren, vilket inte bara involverar parametrarna för själva vattenkylaren, utan också data om dess plats och tillståndet för dess gemensamma arbete med konsumenten. Baserat på utförda beräkningar kan du - välja en kylare.

Glöm inte vilken region du befinner dig i. Till exempel kommer beräkningen för staden Moskva att skilja sig från beräkningen för staden Murmansk, eftersom de maximala temperaturerna för de två städerna är olika.

POm tabellerna över parametrar för vattenkylningsmaskiner gör vi det första valet av en kylare och bekantar oss med dess egenskaper. Vidare att ha till hands huvudegenskaperna för den valda maskinen, såsom:- kylarens kylkapacitet, den elektriska kraften som förbrukas av den, om den innehåller en hydromodul och dess tillförsel och tryck av vätska, volymen luft som passerar genom kylaren (som värms upp) i kubikmeter per sekund - du kan kontrollera möjligheten att installera en vattenkylare på en dedikerad webbplats. Efter att den föreslagna vattenkylaren uppfyller kraven i de tekniska specifikationerna och troligen kommer att kunna arbeta på platsen förberedd för det, rekommenderar vi att du kontaktar specialisterna som kommer att kontrollera ditt val.

Val av kylaggregat - egenskaper som måste beaktas vid val av kylaggregat.

Grundläggande platskravframtida installation av en vattenkylare och schemat för dess arbete med konsumenten:

• Om den planerade platsen är inomhus, är det då möjligt att ge ett stort luftutbyte i det, är det möjligt att ta med en vattenkylare in i det här rummet, kommer det att vara möjligt att servera det i det?
• Om den framtida platsen för vattenkylaren är utomhus - kommer det att vara nödvändigt att använda den på vintern, är det möjligt att använda icke-frysande vätskor, är det möjligt att skydda vattenkylaren från yttre påverkan (antivandal, från löv och trädgrenar etc.)?
• Om temperaturen på vätskan som det måste vara sval under +6 o C eller hon är över +15 handla om C - oftast ingår inte detta temperaturområde i snabbvalstabellerna. I det här fallet rekommenderar vi att du kontaktar våra specialister.
• Det är nödvändigt att bestämma flödeshastigheten för det kylda vattnet och det erforderliga trycket, som vattenkylarens hydroniska modul måste ge - det erforderliga värdet kan skilja sig från parametern för den valda maskinen.
• Om temperaturen på vätskan måste sänkas med mer än 5 grader, tillämpas inte schemat för direkt kylning av vätskan med en vattenkylare och beräkning och komplettering av ytterligare utrustning krävs.
• Om kylaren kommer att användas dygnet runt och året runt, och sluttemperaturen på vätskan är tillräckligt hög - hur lämpligt skulle det vara att använda en enhet med ?
• Vid användning av höga koncentrationer av icke-frysande vätskor krävs ytterligare en beräkning av vattenkylarens förångares kapacitet.

Program för val av kylaggregat

För din information: den ger endast en ungefärlig förståelse av den erforderliga kylmodellen och överensstämmelse med dess tekniska specifikationer. Därefter måste du kontrollera beräkningarna av en specialist. I det här fallet kan du fokusera på kostnaden som erhålls som ett resultat av beräkningarna. +/- 30 % (in fall med lågtemperaturmodeller av vätskekylare - den angivna siffran är ännu högre). Optimal modellen och kostnaden kommer att bestämmas först efter att ha kontrollerat beräkningarna och jämfört egenskaperna hos olika modeller och tillverkare av vår specialist.

Val av kylaggregat Online

Du kan göra det genom att kontakta vår onlinekonsult, som snabbt och tekniskt motiverar svaret på din fråga. Konsulten kan också utföra arbete baserat på de kortfattade parametrarna i referensvillkoren kylare beräkning online och ge en ungefärligen lämplig modell sett till parametrar.

Beräkningar gjorda av en icke-specialist leder ofta till att den valda vattenkylaren inte helt motsvarar de förväntade resultaten.

Peter Kholod-företaget är specialiserat på integrerade lösningar för att förse industriföretag med utrustning som helt uppfyller kraven i referensvillkoren för leverans av ett vattenkylningssystem. Vi samlar in information för att fylla i referensvillkoren, beräkna kylarens kylkapacitet, bestämma den optimalt lämpliga vattenkylaren, kontrollera med utfärdandet av rekommendationer för dess installation på en dedikerad plats, beräkna och komplettera alla ytterligare element för drift av maskinen i ett system med en förbrukare (beräkning av en ackumulatortank, en vattenmodul, ytterligare, vid behov, värmeväxlare, rörledningar och avstängnings- och reglerventiler).

Efter att ha samlat på oss många års erfarenhet av beräkningar och efterföljande implementering av vattenkylningssystem på olika företag, har vi kunskapen att lösa alla standarduppgifter och långt ifrån standarduppgifter förknippade med många funktioner för att installera vätskekylare på ett företag, kombinera dem med produktionslinjer, ställa in specifika driftsparametrar för utrustningen.

Den mest optimala och exakta och följaktligen kan bestämningen av modellen för vattenkylaren göras mycket snabbt genom att ringa eller skicka en ansökan till ingenjören i vårt företag.

Ytterligare formler för att beräkna kylaren och bestämma schemat för att ansluta den till en kallvattenförbrukare (kylaggregatets effektberäkning)

• Formeln för att beräkna temperaturen vid blandning av 2 vätskor (formeln för att blanda vätskor):

T blanda= (M1*S1*T1+M2*S2*T2) / (S1*M1+S2*M2)

T blanda– den blandade vätskans temperatur, o С

M1– massan av den första vätskan, kg

C1- specifik värmekapacitet för den första vätskan, kJ / (kg * o C)

T1- temperatur på den första vätskan, o C

M2– massan av den andra vätskan, kg

C2- specifik värmekapacitet för den andra vätskan, kJ / (kg * o C)

T2- temperatur på den andra vätskan, o C

Denna formel används om en lagringstank används i kylsystemet, belastningen är inte konstant i tid och temperatur (oftast vid beräkning av den erforderliga kylkapaciteten för autoklaven och reaktorerna)

Kylarens kylkapacitet.

Moskva..... Voronezh..... Belgorod..... Nizhnevartovsk..... Novorossiysk..... Jekaterinburg..... i Rostov-on-Don..... Smolensk..... Kirov..... Khanty-Mansiysk..... Rostov-on-Don..... Penza..... Vladimir..... Astrakhan..... Bryansk..... Kazan..... Samara..... Naberezhnye Chelny..... Ryazan..... Nizhny Tagil..... Krasnodar..... Tolyatti..... Cheboksary..... Volzhsky..... Nizhny Novgorod-regionen..... Nizhny Novgorod..... Rostov-on-Don..... Saratov..... Surgut..... Krasnodar-regionen..... i Rostov-on-Don..... Orenburg..... Kaluga..... Ulyanovsk..... Tomsk..... Volgograd..... Tver..... Mari El Republic..... Tyumen..... Omsk..... Ufa..... Sochi..... Yaroslavl..... Örn..... Novgorod-regionen.....

Uppgift 1

Det varma produktflödet som lämnar reaktorn måste kylas från starttemperaturen t 1n = 95°C till sluttemperaturen t 1k = 50°C, för detta skickas det till ett kylskåp, där vattnet tillförs med en initial temperatur t 2n = 20°C. Det krävs att man beräknar ∆t cf i förhållandena för medström och motström i kylen.

Lösning: 1) Sluttemperaturen för kylvattnet t 2k i tillståndet av medströmsrörelse av värmebärare kan inte överstiga värdet för sluttemperaturen för det varma kylmediet (t 1k = 50°C), så vi tar värdet t 2k = 40°C.

Beräkna medeltemperaturerna vid inloppet och utloppet av kylskåpet:

∆tn cf = 95 - 20 = 75;

∆t till cf = 50 - 40 = 10

∆tav = 75 - 10 / ln(75/10) = 32,3 °C

2) Sluttemperaturen på vattnet i motströmsflödet blir densamma som i direktflödet av värmebärare t 2k = 40°C.

∆tn cf = 95 - 40 = 55;

∆t till cf = 50 - 20 = 30

∆tav = 55 - 30 / ln(55/30) = 41,3°C

Uppgift 2.

Använd villkoren för problem 1, bestäm den erforderliga värmeväxlingsytan (F) och flödeshastigheten för kylvattnet (G). Het produktförbrukning G = 15000 kg/h, dess värmekapacitet C = 3430 J/kg grader (0,8 kcal kg grader). Kylvatten har följande värden: värmekapacitet c = 4080 J / kg grader (1 kcal kg grader), värmeöverföringskoefficient k = 290 W / m 2 grader (250 kcal / m 2 * grader).

Lösning: Med hjälp av värmebalansekvationen får vi ett uttryck för att bestämma värmeflödet när den kalla kylvätskan värms upp:

Q \u003d Q gt \u003d Q xt

varifrån: Q \u003d Q gt \u003d GC (t 1n - t 1k) \u003d (15000/3600) 3430 (95 - 50) \u003d 643125 W

Med t 2k \u003d 40 ° C hittar vi flödeshastigheten för den kalla kylvätskan:

G \u003d Q/c (t 2k - t 2n) \u003d 643125 / 4080 (40 - 20) \u003d 7,9 kg/s \u003d 28 500 kg/h

Erforderlig värmeöverföringsyta

för framåtflöde:

F \u003d Q / k ∆t cf \u003d 643125 / 290 32,3 \u003d 69 m 2

med motström:

F \u003d Q / k ∆t cf \u003d 643125 / 290 41,3 \u003d 54 m 2

Uppgift 3

I produktionen transporteras gas genom en stålrörledning med en yttre diameter d 2 \u003d 1500 mm, väggtjocklek δ 2 \u003d 15 mm, värmeledningsförmåga λ 2 \u003d 55 W / m·deg. Inuti rörledningen är fodrad med lerstenar, vars tjocklek är δ 1 = 85 mm, värmeledningsförmåga λ 1 = 0,91 W/m·deg. Värmeöverföringskoefficienten från gasen till väggen α 1 = 12,7 W / m 2 · deg, från väggens yttre yta till luft α 2 = 17,3 W / m 2 · grader. Det krävs för att hitta koefficienten för värmeöverföring från gas till luft.

Lösning: 1) Bestäm rörledningens innerdiameter:

d 1 \u003d d 2 - 2 (δ 2 + δ 1) \u003d 1500 - 2 (15 + 85) \u003d 1300 mm \u003d 1,3 m

genomsnittlig foderdiameter:

d 1 cf \u003d 1300 + 85 \u003d 1385 mm \u003d 1,385 m

genomsnittlig rörväggsdiameter:

d 2 cf \u003d 1500 - 15 \u003d 1485 mm \u003d 1,485 m

Beräkna värmeöverföringskoefficienten med formeln:

k = [(1/α 1) (1/d 1) + (δ 1 / λ 1) (1/d 1 sr) + (δ 2 / λ 2) (1/d 2 sr) + ( 1/a 2)] -1 = [(1/12,7) (1/1,3) + (0,085/0,91) (1/1,385)+(0,015/55) (1/1,485) + (1/17,3)] -1 \u003d 5,4 W/m 2 grader

Uppgift 4

I en enkelpassage skal-och-rör värmeväxlare värms metanol med vatten från en initial temperatur på 20 till 45 °C. Vattenflödet kyls från 100 till 45 °C. Värmeväxlarens rörbunt innehåller 111 rör, diametern på ett rör är 25x2,5 mm. Flödeshastigheten för metylalkohol genom rören är 0,8 m/s (w). Värmeöverföringskoefficienten är lika med 400 W/m 2 grader. Bestäm rörbuntens totala längd.

Låt oss definiera medeltemperaturskillnaden för värmebärare som medellogaritmisk.

∆tn cf = 95 - 45 = 50;

∆t till cf = 45 - 20 = 25

∆tav = 45 + 20 / 2 = 32,5°C

Låt oss bestämma massflödeshastigheten för metylalkohol.

G cn \u003d n 0,785 d int 2 w cn ρ cn \u003d 111 0,785 0,02 2 0,8 \u003d 21,8

ρ cn \u003d 785 kg / m 3 - densiteten av metylalkohol vid 32,5 ° C hittades från referenslitteraturen.

Sedan bestämmer vi värmeflödet.

Q \u003d G cn c cn (t c cn - t n cn) \u003d 21,8 2520 (45 - 20) \u003d 1,373 10 6 W

c cn \u003d 2520 kg / m 3 - värmekapaciteten för metylalkohol vid 32,5 ° C hittades från referenslitteraturen.

Låt oss bestämma den nödvändiga värmeväxlingsytan.

F \u003d Q / K∆t cf \u003d 1,373 10 6 / (400 37,5) \u003d 91,7 m 3

Låt oss beräkna den totala längden på rörbunten från rörens genomsnittliga diameter.

L \u003d F / nπd cf \u003d 91,7 / 111 3,14 0,0225 \u003d 11,7 m.

Uppgift 5

En plattvärmeväxlare används för att värma flödet av 10% NaOH-lösning från 40°C till 75°C. Förbrukningen av natriumhydroxid är 19000 kg/h. Vattenångkondensat används som värmemedel, dess förbrukning är 16000 kg/h, initialtemperaturen är 95°C. Ta värmeöverföringskoefficienten lika med 1400 W / m 2 grader. Det är nödvändigt att beräkna huvudparametrarna för plattvärmeväxlaren.

Lösning: Hitta mängden värme som överförs.

Q \u003d G p med p (t k p - t n p) \u003d 19000/3600 3860 (75 - 40) \u003d 713 028 W

Från värmebalansekvationen bestämmer vi kondensatets sluttemperatur.

t till x \u003d (Q 3600 / G till c till) - 95 \u003d (713028 3600) / (16000 4190) - 95 \u003d 56,7 ° C

с р,к - värmekapacitet hos lösning och kondensat från referensmaterial.

Bestämning av medeltemperaturer för värmebärare.

∆tn cf = 95 - 75 = 20;

∆t till cf = 56,7 - 40 = 16,7

∆tav = 20 + 16,7 / 2 = 18,4°C

Vi bestämmer kanalernas tvärsnitt, för beräkningen tar vi kondensatets masshastighet W c = 1500 kg/m 2 ·sek.

S \u003d G / W \u003d 16000/3600 1500 \u003d 0,003 m 2

Om vi ​​antar kanalbredden b = 6 mm finner vi spiralens bredd.

B = S/b = 0,003/0,006 = 0,5 m

Låt oss förfina kanalsektionen

S \u003d B b \u003d 0,58 0,006 \u003d 0,0035 m 2

och massflödeshastighet

W p \u003d G p / S \u003d 19000 / 3600 0,0035 \u003d 1508 kg / m 3 s

W till \u003d G till / S \u003d 16000 / 3600 0,0035 \u003d 1270 kg/m 3 s

Bestämningen av värmeväxlingsytan hos en spiralvärmeväxlare utförs enligt följande.

F \u003d Q / K∆t cf \u003d 713028 / (1400 18,4) \u003d 27,7 m 2

Bestäm spiralens arbetslängd

L \u003d F / 2B \u003d 27,7 / (2 0,58) \u003d 23,8 m

t = b + 5 = 6 + 5 = 11 mm

För att beräkna antalet varv av varje spiral är det nödvändigt att ta spiralens initiala diameter baserat på rekommendationerna d = 200 mm.

N \u003d (√ (2L / πt) + x 2) - x \u003d (√ (2 23,8 / 3,14 0,011) + 8,6 2) - 8,6 \u003d 29,5

där x \u003d 0,5 (d / t - 1) \u003d 0,5 (200/11 - 1) \u003d 8,6

Spiralens ytterdiameter bestäms enligt följande.

D = d + 2Nt + 5 = 200 + 2 29,5 11 + 5 = 860 mm.

Uppgift 6

Bestäm det hydrauliska motståndet hos värmebärare som skapas i en plattvärmeväxlare med fyra passager med en kanallängd på 0,9 m och en ekvivalent diameter på 7,5 10 -3 när butylalkohol kyls med vatten. Butylalkohol har följande egenskaper: konsumtion G = 2,5 kg/s, hastighet W = 0,240 m/s och densitet ρ = 776 kg/m 3 (Reynolds kriterium Re = 1573 > 50). Kylvatten har följande egenskaper: flödeshastighet G = 5 kg/s, hastighet W = 0,175 m/s och densitet ρ = 995 kg/m 3 (Reynolds kriterium Re = 3101 > 50).

Lösning: Låt oss bestämma koefficienten för lokalt hydrauliskt motstånd.

ζ bs = 15/Re 0,25 = 15/1573 0,25 = 2,38

ζ i \u003d 15 / Re 0.25 \u003d 15/3101 0.25 \u003d 2.01

Låt oss specificera rörelsehastigheten för alkohol och vatten i beslag (vi tar d st = 0,3m)

W st \u003d G bs / ρ bs 0,785d st 2 \u003d 2,5 / 776 0,785 0,3 2 \u003d 0,05 m / s mindre än 2 m / s, därför kan ignoreras.

W st \u003d G in / ρ i 0,785d st 2 \u003d 5/995 0,785 0,3 2 \u003d 0,07 m / s mindre än 2 m / s, därför kan ignoreras.

Låt oss bestämma värdet på hydrauliskt motstånd för butylalkohol och kylvatten.

∆Р bs = xζ ( l/d) (ρ bs w 2 /2) \u003d (4 2,38 0,9 / 0,0075) (776 0,240 2 / 2) \u003d 25532 Pa

∆Р in = xζ ( l/d) (ρ i w 2/2) \u003d (4 2,01 0,9 / 0,0075) (995 0,175 2/2) \u003d 14699 Pa.